Question

氨氣是一種重要工業(yè)原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
則N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=

 

．
（2）工業(yè)合成氨氣的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．在一定溫度下，將一定量的N₂和H₂通入到初始體積為1L的密閉容器中達到平衡后，單獨改變下列條件，能使平衡向正反應(yīng)方向移動且平衡常數(shù)不變的是

 

．
①增大壓強  ②增大反應(yīng)物的濃度  ③使用催化劑  ④降低溫度
（3）①常溫下0.1mol/L氨水中電離出的c（OH^-）

 

10^-1 mol/L（填寫“＞”、“＜”或“=”）；
②將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到小的順序為

 

．
（4）用氨水和40mL 0.5mol/L硫酸鋁溶液來制備一定量的氫氧化鋁，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．某同學(xué)改用2mol/L的氫氧化鈉溶液代替氨水來制備，結(jié)果只得到了0.78克的沉淀，其加入的氫氧化鈉溶液的體積可能為

 

．
（5）向一定量的Mg（OH）₂懸濁液中逐滴加入NH₄Cl溶液，Mg（OH）₂固體不斷溶解．某同學(xué)猜測溶解原因可能有兩種，一是NH₄Cl溶液水解產(chǎn)生的H⁺促進Mg（OH）₂溶解平衡向正方向移動．二是

 

．已知等濃度的醋酸和氨水在相同溫度時電離平衡常數(shù)相同，請你設(shè)計實驗方案驗證上述猜測．

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,離子方程式的書寫,化學(xué)平衡的影響因素,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變即可；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素以及影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素來回答；
（3）①氨水是弱電解質(zhì)，不能完全電離；
②氨水可以和鹽酸之間發(fā)生反應(yīng)得到氯化銨溶液，根據(jù)離子濃度大小比較方法來回答；
（4）氨水可以和氯化鋁之間反應(yīng)生成氫氧化鋁，氫氧化鋁可以和強堿之間反應(yīng)，向含鋁離子的溶液中加入氫氧化鈉的過程中，依次發(fā)生的反應(yīng)是：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式以及圖象中量之間的關(guān)系來回答；
（5）根據(jù)影響水解平衡移動的因素知識來回答，注意醋酸銨是水解但是呈中性的鹽溶液．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
則反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×

3

2

-②×

1

2

得到，
所以該反應(yīng)的△H=180.5kJ?mol^-1+（-483.6kJ?mol^-1）×

3

2

-（-905kJ?mol^-1）×

1

2

=-92.4kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，增大反應(yīng)物濃度化學(xué)平衡正向移動，增大壓強，化學(xué)平衡向著氣體系數(shù)和減小的方向移動，故答案為：①②；
（3）①氨水是弱電解質(zhì)，0.1mol/L氨水中電離出的c（OH^-）小于0.1mol/L，故答案為：＜；
②將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后，所得的溶液是氯化銨和氨水的混合物，溶液中離子濃度由大到小的順序為c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）氨水和硫酸鋁溶液來制備一定量的氫氧化鋁的實質(zhì)是：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，40mL 0.5mol/L即0.02mol硫酸鋁溶液生成沉淀量最大時，對應(yīng)的氫氧化鋁物質(zhì)的量是0.02mol，質(zhì)量是1.56g，若氫氧化鋁的質(zhì)量為0.78克時，有兩種情況：
①氫氧化鈉量少，鋁離子有剩余，此時按照方程式Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓進行反應(yīng)，氫氧化鋁的質(zhì)量為0.78克即0.01mol時，消耗氫氧化鈉是0.03mol，所以體積是0.015L；
②氫氧化鈉過量，沉淀量達到最大后又被溶解了一部分，
    Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
   1      3       1           1       1         
0.02mol 0.06mol   0.02mol    0.01mol  0.01mol
所滴加氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量為：0.06mol+0.01mol=0.07mol，所以體積是0.035L，
故答案為：0.015L或0.035L；
（5）一定量的Mg（OH）₂懸濁液中逐滴加入NH₄Cl溶液，Mg（OH）₂固體不斷溶解的原因：①由于NH₄⁺水解顯酸性，H⁺與OH^-反應(yīng)生成水，導(dǎo)致反應(yīng)①平衡右移，沉淀溶解；②NH₄Cl電離出的NH₄⁺與Mg（OH）₂電離出的OH^-結(jié)合，生成了弱的電解質(zhì)NH₃?H₂O，導(dǎo)致反應(yīng)①的平衡右移，Mg（OH）₂沉淀溶解；
則為了證明Mg（OH）₂懸濁液與氯化銨溶液的反應(yīng)原理，可加入醋酸銨溶液檢驗，醋酸銨溶液呈中性，具體做法是：Mg（OH）₂懸濁液中加入醋酸銨晶體，如果沉淀減少，證明NH₄⁺與Mg（OH）₂電離出的OH^-結(jié)合，生成了弱的電解質(zhì)NH₃?H₂O，導(dǎo)致反應(yīng)平衡右移，反之是另一種原因?qū)е拢?br />故答案為：NH₄Cl電離出的NH₄⁺與Mg（OH）₂電離出的OH^-結(jié)合，生成了弱的電解質(zhì)NH₃?H₂O，導(dǎo)致反應(yīng)①的平衡右移，Mg（OH）₂沉淀溶解；Mg（OH）₂懸濁液中加入醋酸銨晶體，如果沉淀減少，證明NH₄⁺與Mg（OH）₂電離出的OH^-結(jié)合，生成了弱的電解質(zhì)NH₃?H₂O，導(dǎo)致反應(yīng)平衡右移，反之是另一種原因?qū)е拢?

點評：本題是一道綜合知識的考查題，涉及熱化學(xué)、化學(xué)平衡移動等方面知識，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．